Кинетика ферментативных реакций

Каталитическое действие фермента, т.е. его активность, определяют в стандартных условиях по увеличению скорости каталитической реакции по сравнению с некаталитической.

Единицы активности:

  • А) 1 катал - это количество фермента, которое катализирует превращение субстрата со скоростью 1 моль/с.
  • Б) стандартная единица Е - количество фермента, которое катализирует превращение 1 мкмоль субстрата в 1 минуту.
  • 1 катал соответствует 6*107 Е.

Скорость ферментативной реакции (V) измеряют по убыли субстрата или приросту продукта за единицу времени.

Влияние концентраций фермента и субстрата на скорость ферментативной реакции

Рисунок 2.8 - Влияние концентраций фермента и субстрата на скорость ферментативной реакции

Скорость ферментативной реакции

Рисунок 2.9 - Скорость ферментативной реакции

При высокой концентрации субстрата, когда все молекулы фермента находятся в форме фермент- субстратного комплекса, достигается полное насыщение активных центров фермента субстратом, а скорость реакции становится максимальной. Vmax характеризует эффективность катализа.

Км - константа Михаэлиса - важная характеристика сродства фермента к субстрату. Константа Михаэлиса численно равна концентрации субстрата, при которой скорость достигает Vi от максимальной величины (рис.2.9).

Высокое сродство фермента к субстрату характеризуется низкой величиной Км. Обычно константа Михаэлиса принимает значения от М О'2 до 1 • 10'5 моль/л.

Регулирование ферментативной активности. Ингибиторы и активаторы ферментов

Скорость ферментативной реакции зависит не только от концентраций фермента и субстрата, но и от специфических активаторов и ингибиторов, имеющих белковую природу, регуляция биосинтеза которых осуществляется ЦНС и соответствующими ферментами.

Кроме того, на активность фермента влияют неспецифические активаторы и ингибиторы, температура, pH и ионный состав среды.

Активаторами называют вещества, повышающие активность ферментов. Ингибиторы - вещества, снижающие ферментативную активность. Специфическими активаторами являются киназы и ферментативные белки, например фермент трипсин - активатор химотрипсиногена.

Неспецифические активаторы - цианиды. Они повышают активность растительной протеазы, но блокируют дыхательные ферменты.

Одно и то же вещество может быть активатором для одного фермента и ингибитором для другого. Например, соляная кислота ингибирует амилазу слюны, но активирует пепсиноген.

Виды ингибирования:

1. Конкурентное.

Ингибитор является структурным аналогом субстрата, занимает место субстрата в активном центре. Например, сульфаниламидные препараты - структурные аналоги п-аминобензойной кислоты, действуют на синтез фолиевой кислоты - фактора роста бактерий.

2. Неконкурентное ингибирование: ингибитор связывается с ферментом вне активного центра, что не препятствует связыванию субстрата, но делает невозможной реакцию, либо ингибитор присоединяется к уже образовавшемуся фермент-субстратному комплексу.

Обычно неконкурентное ингибирование необратимо.

Аллостерическая регуляция.

  • 1. Аллостерические ферменты состоят из нескольких субъединиц и содержат два центра: активный центр АЦ и регуляторный центр РЦ.
  • 2. Регуляция путем фофсфорилирования - дефосфорилирования.

Протеинкиназы - ферменты, фосфорилирощие белки, они образуют единую систему с аденилатциклазой, катализируюшей реакцию:

Регуляция осуществляется по каскадному механизму через ряд посредников.

Первый вестник сигнала - гормон, который, не проникая в клетку, через посредников изменяет метаболизм в клетке, влияя на активность ферментов.

3. Активация частичным протеолизом протекает таким образом:

Наиболее характерна для протеолитических ферментов, которые образуются и хранятся в неактивной безопасной форме и активируются в нужный момент.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >